TW200916903A - Light guide plate with laser process patterns on an incident plane and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

200916903 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種導光板及其製作方法，尤指一種於 入光面形成有雷射加工圖樣之導光板及其製作方法。 【先前技術】 由於液晶本身並不會發光’因此背光模組可謂為液晶 顯示器（liquid crystal display, LCD)面板的關鍵零組件，其 主要功能便在供應亮度充分及分佈均勻的光源，以使LCD 面板此夠正常顯示影像。而隨著LCD面板已廣泛應用於眾 夕具成長潛力的電子產品’如監視器（monitor)、筆記型電 腦、數位相機、投影機等等，背光模組及其相關零組件的 需求也持續成長中。 一般而言’背光模組可根據光源之所在位置，分成光源 產生自顯示面板正下方的直下式（direct_type)背光模組與 光源來自顯示面板側邊附近的側光式(edge_type)背光模 組兩種設計。而其中由於側光式背光模組係將光源產生器 設於顯示面板的側邊’因此可縮小液晶顯示器之體積與製 造成本’而應用於小型之電器產品。 200916903 請參閱第1圖，第1圖為先前技術一側光式背光模組 10之示意圖。側光式背光模組10係設於一顯示面板12的 下方，側光式背光模組10主要包含有一導光板(light guide plate, LGP)14設於顯示面板12下方，複數個光源16設於 導光板14之一側，其係可為發光二極體(Light emitting diode, LED)，一燈罩18設於複數個光源16之外側，一反 射板(reflecting sheet)20設於導光板14下方，用來將向下 穿出導光板14的光線反射回導光板14，一光學材料層22 設於導光板14與顯示面板12之間。其中，光源16係用來 提供一光源至顯示面板12，燈罩18及反射板20係用於將 光源16所產生的光線反射至導光板14中以增加光的使用 率，以進而提供一較佳之亮度輸出。導光板14下方之微型 散射點可以破壞光線在導光板14的全反射而將光線折射 出導光板14進入光學材料層22，光學材料層22可將由導 光板14折射出之光線進一步霧化與聚光，以提供顯示面板 12較均勻與高正視角亮度之光源。 由上述可知，導光板14為側光式背光模組10之關鍵零 件之一，導光板14之作用在於引導光的散射方向，用來提 高顯示面板12的輝度，並確保顯示面板12亮度的均勻性， 因此導光板14的設計與製造攸關背光模組光學設計與輝 度、均細度的控制，為背光模組廠商最主要的技術與成本 所在。一般而言，習知導光板14圖樣的製作方式依製程有 7 200916903 兩種，第一種方式係運用網版印刷（screen printing)方式， 在壓克力平板上使用具「高反射率」且「不吸光」的材料， 在導光板14底面印上圓形或方形之圖樣；第二種方式係利 用模具，直接射出成型形成具圖樣之導光板14，其中圖樣 可形成於導光板14之出光面或入光面。請參閱第2圖，第 2圖為先前技術導光板14射出成型之示意圖。先將具有導 光板圖樣之一薄片金屬24平貼於射出成型模具之一母模 (或鏡面模仁）26上，然後進行合模，使一公模28與母模 26緊密結合。此時，將原料（通常為丙烯，俗稱壓克力）沿 箭頭方向由公模28的射出口注入一模穴30中，並配合射 出機、熱壓機等複製機台，以完成具有圖樣之導光板14的 製作，而其中導光板14之圖樣則可利用刀具、車床、線切 割、蝕刻、喷砂等加工技術形成於薄片金屬24上。 然而於先前技術導光板製作技術中，由於製作導光板 之模具是採取喷砂或刀具雕刻加工等以形成圖樣，若採取 刀具雕刻加工技術會有刀具成本耗損大、製作時程長、精 密度差，以及導光板14圖樣缺乏多樣性之缺點；再者，喷 砂與蝕刻之加工重現性不佳，故無法有效提升模具製作之 重複性，造成模具製作時常會產生光分佈之偏移；此外， 於導光板圖樣疏密分佈之控制方面，若欲利用喷砂面以不 同粗糙度分佈來調整導光板圖樣疏密之分佈，進而藉以調 整背光模組發光之均勻度，遺憾地於現行喷砂加工技術無 8 200916903 法精確地做到控制導光板上不同區域之加工點疏密程度， 然而倘若僅能製作成整面相同粗糙度之喷砂霧面，則背光 模組發光之均勻度又不易被調整，其皆為現今導光板製作 所面臨之瓶頸。 【發明内容】 本發明係提供一種於入光面形成有雷射加工圖樣之導 光板及其製作方法，以解決上述之問題。 本發明之申請專利範圍係揭露一種製作一導光板之方 法，其包含：（a)利用雷射打擊一模板，以於該模板之一表 面上形成複數個凹孔；以及(b)利用該模板製作該導光板， 以於該導光板之一入光面上形成複數個雷射加工圖樣。 本發明之申請專利範圍係揭露一種側光式背光模組， 包含有一光源，以及一導光板，安裝於該光源之側面’該 導光板包含有一入光面，用來導入該光源所發出之光線至 該導光板内，該入光面上係設有複數個雷射加工圖樣，該 導光板另包含有一出光面，用來導出該光源射入該導光板 之光線。 【實施方式】 200916903 請參閱第3圖，第3圖為本發明一側光式背光模組50 之示意圖。如第3圖所示，側光式背光模組50係設於一顯 示面板52的下方，側光式背光模組50主要包含有一導光 板54，設於顯示面板52下方；複數個光源56，設於導光 板54之一侧，其係可為複數個發光二極體；一燈罩58， 設於光源56之外側；一反射板60，設於導光板54下方， 以及一光學材料層62,設於導光板54與顯示面板52之間。 其中光源56係用來發射光線至顯示面板52，燈罩58及反 射板60係用於將光源56所產生的光線反射至導光板54中 以增加光的使用率，以進而提供一較佳之亮度輸出。導光 板54係用來將光源56產生之光線散射至光學材料層62， 導光板54係可為一壓克力板，光學材料層62可將由導光 板54折射出之光線進一步霧化與聚光收斂，其可包含棱鏡 片等光學材料，以提供顯示面板52較均勻與較高正視角亮 度的光線。 請參閱第3圖、第4圖，與第5圖，第4圖為本發明 導光板54之外觀示意圖，第5圖為本發明導光板54之結 構側視圖。導光板54包含有一入光面64，用來導入光源 56所發出之光線至導光板54内，以及一出光面66，用來 導出光源56射入導光板54之光線至導光板54上方之光學 材料層62，而後光學材料層62可將由導光板54折射出之 200916903 2線進:步霧減聚光“，叫供齡面板Μ 圖樣沾，形成於導光板Z 另包含複數個雷射加工 其中雷二 =^ 狀結構等，且複數個雷射Γ二二广―結構或1 或以線性方式排列等。形===方式排列 工圖樣68係用來均勻散射光線至光學材=個:射加 樣㈣用來提高二先面，上之複數個雷射加工圖 弧的現象產生，且可增進側輝度的均勻性’減少光 縮短㈣的混光距離。切56之混光效果，有效 請參閱第6圖，第& n ^ ^ 第6圖為本發明製作導光板54之流程 圖，本發明之料包含訂列步驟： 步驟100 :調整雷射之加工參數。 步驟心利用該調整過之雷射於—模板之表面上形成複 數個凹孔。 步驟104 :利用該模板製作導光板54，以於導光板54之入 光面64上形成複數個雷射加工圖樣砧。 於此繼續„羊細描述上述流程之步驟，首先可先調整雷射 之加工參數’例如雷射之強度、頻率、打擊發數等，以控 11 200916903 制該^數個凹切賴板均叙凹陷 等，其中該雷射係可A —疏在程度 雷射等，接下來再利用該^雷射，如可為_各⑽-酬 孔，該模板係可為鋼材= 出複數個凹

笙 坚見力材質專，如SUS，STAVAX 表面且之作用原理為利用雷射之能量熱熔該模板 Γ二2材料本身之内聚力以及其表面張力之作 用’故轉射光職擊之處會產生球形之凹孔。接下來， =該Γ乍為模仁，並使用該模板進行射出成型或 熱壓成型以製作導光板54，而導光板“之雷射加工圖樣 68則係對應於職板被料光束㈣難生之凹孔處。 而導光板54之入朵 上雷射加工圓樣68係可設計 為間隔式之佈點設計’請參閱第7圖至第9圖，第7圖至 第9圖為本發明各種形式之雷射加工圖樣68之佈點結構示 意圖。雷射加工圖樣68可為規格排列或為不規則排列，端 視設計需求而定’舉例來說，本發明可於導光板54之入光 面64上各LED光源56間的入光處加入雷射加工圖樣68, 藉由雷射加X圖樣68之配置可有效地將光源％所射出之 光線政射至導光板54内部，而縮短LED光源％之混光距 離’藉以改善各光源56間之暗點現象，進而解決側光式背 光模組5〇的暗點問題，且同時可有效利用LED光源56之 毛光效應以及匹配led光源56之數量，以減少LED光源 56之使用數量’而達到降低成本之目的。此外，經過亮暗 200916903 •帶周整改善後’可有效地增加導光板54之出光效率，進 而增大顯示面板52之可視範圍。 相較於切技狀導純及其製作方式，本發明形成導 以板圖樣之方法係利用雷射加工技術製作導光板之模具， 光使導光板之入光面形成雷射加工圖樣，進而大幅提高導 光 ^光效率，此外將雷射加工製程應用於導光板之入 間面之模仁上具有下列優點：可有效地縮短製程加工時 密声減J製作成本、可進行多樣化的圖樣設計、具有高精 有戈因使用雷射加工，未與模仁作接觸式之加工，故未 像刀具耗損現象，以及可改善導光板入光側的光弧現 達到混光效果，並能縮短混光距離等。此外，採用雷 射加工 > 抬 、模具由於其精密度高，故模具之重現性佳，意即 導、升板具製作之重複性。綜上所述，本發明可有效增加 光板之發光效率與品質以及降低導光板之製作成本，因 有助於提升市場競爭力和產品利潤。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 圍所做之岣等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵 意範園。 【圖式簡單說明】 13 200916903 第1圖為先前技術側光式背光模組之示意圖。 第2圖為先前技術導光板射出成型之示意圖。 第3圖為本發明側光式背光模組之示意圖。 第4圖為本發明導光板之外觀示意圖。 第5圖為本發明導光板之結構侧視圖。 第6圖為本發明製作導光板之流程圖。 第7圖至第9圖為本發明各種形式之雷射加工圖樣之佈點 結構示意圖。 【主要元件符號說明】 10 側光式背光模組 12 顯示面板 14 導光板 16 燈管 18 燈罩 20 反射板 22 光學材料層 24 薄片金屬 26 母模 28 公模 30 模穴 50 侧光式背光模組 52 顯示面板 54 導光板 56 光源 58 燈罩 60 反射板 62 光學材料層 64 入光面 66 出光面 68 雷射加工圖樣 14

Claims (1)

1. 200916903 十、申請專利範圍： 1. 一種製作一導光板之方法，其包含： (a) 利用雷射打擊一模板，以於該模板之一表面上形成複 數個凹孔；以及 (b) 利用該模板製作該導光板，以於該導光板之一入光面 上形成複數個雷射加工圖樣。 2. 如請求項1所述之方法，其另包含調整雷射加工參數 以控制該複數個凹孔於該模板上形成之疏密程度。 3. 如請求項1所述之方法，其另包含調整雷射加工參數 以控制該複數個凹孔於該模板上形成之凹陷程度。 4. 如請求項1所述之方法，其中步驟(b)包含利用該模板 射出成型製作該導光板。 5. 如請求項1所述之方法，其中步驟(b)包含利用該模板 熱壓成型製作該導光板。 6. 如請求項1所述之方法，其中該模板係由不鏽鋼材質 所組成。 15 200916903 7. 一種侧光式背光模組，包含有·· 一光源；以及 一導光板，安裝於該光源之側面，該導光板包含有： 一入光面，用來導入該光源所發出之光線至該導 光板内’該入光面上係設有複數個雷射加工 圖樣；以及 一出光面，用來導出該光源射入該導光板之光 線。 8. 如請求項7所述之側光式背光模組，其中該導光板係 為一壓克力板。 9·如請求項7所述之側光式背光模組，其中該雷射加工 圖樣係為一火山口（v〇lcan〇)結構。 1〇·如請求項7所述之侧光式背光模組，其中該雷射加工 圖樣係為一球狀結構。 U·如請求項7所述之側光式背光模組，其中該複數個雷 射加工圓樣係以陣列方式排列。 =請求項7所述之側光式背光模組，其中該複數個雷 射加工圖樣係以線性方式排列。 12. 200916903 13. 如請求項7所述之侧光式背光模組，其中該雷射加工 圖樣係為利用雷射加工之模具射出而成。 14. 如請求項7所述之侧光式背光模組，其另包含一光學 材料層，設置於該導光板之上方，用來將由該導光板 之該出光面所折射出之光線進一步霧化與聚光。 15. 如請求項7所述之側光式背光模組，其中該光源係為 一發光二極體。 十一、圖式： 17